淺談切削液的管控及使用方法

林道充

摘要：隨著工業制造業的高速發展，產品的加工工藝及加工精度要求高，刀具投入的成本占用比例居高難下，所以切削液在工業制造業里面起到關鍵的作用。本文本著“服務一線 保障生產”的目的，針對生產部門使用切削液過程中存在的問題，淺談切削液在加工過程的使用方法及如何管控等知識，供大家借鑒。

關鍵詞：切削液;管控;使用

切削液是指在金屬切削加工過程中用于潤滑和冷卻加工工具和加工部件的一種混合潤滑劑，通常也可稱為金屬加工液（油）。此外，生產實踐中，按照使用場合的不同，切削液有不同的習慣性稱呼。為區別水溶性切削液稀釋前后的名稱，通常將水基切削液稀釋前的稱為原液，稀釋后的稱為工作液。水基切削液是指將原液用水稀釋后再使用的切削液，水在稀釋液中通常占90%以上的比例。切削液具有潤滑、清洗、冷卻及防銹四大作用。不同材料的加工用不同型號的切削液，其濃度也根據不同加的載荷進行配比。如：經過熱處理的40鉻在精銑加工時用到EP690的切削液時，其最佳的濃度在9%-10%，而45#鋼的加工時其最佳濃度在7%。

生產過程中切削液會出現變質發臭、變色、皂化、起泡等問題。

那是因為微生物在適宜條件下迅速繁殖，使切削液發生生物化學變化的結果。微生物快速繁殖的條件：1、營養源充分，水溶性切削液為微生物繁殖提供了充分的有機物（碳水化合物、礦油、脂肪酸、脂肪醇等）、礦物質和微量元素、含氮化合物（有機胺硝酸鹽）以及含硫、磷、氯的物質。2、氧氣，嗜氧菌（硫氧菌、鐵細菌）——輕臭;厭氧菌（硫酸還原菌）——惡臭;兼性厭氧菌（硫酸鹽還原菌）——輕臭。3、溫度，氣溫較高。細菌在30～37℃宜繁殖;霉菌在20～30℃宜繁殖。引起腐敗的微生物有真菌、放射菌、細菌和酵母菌。魚肉腐敗的代表性菌株，也是切削液腐敗的主要菌屬之一。切削液發臭的另一主要菌株，在無氧條件下繁殖，存在鐵屑瘤、水垢下。它能還原硫酸根，生成硫化氫，放出臭味;硫化氫腐蝕鐵生成硫化鐵，使切削液變成灰褐、黑色。這就是切削液要經常循環、透氣、補氧、除去浮油，清洗液箱時要除去銹片和水垢的主要原因。通常情況下兩個星期就得對切削液進行過濾。

在加工鎂鋁合金材料時，切削液偶爾會出現皂化現象。其主要原因是加工中鎂離子和鈣離子造成了水質硬度過高，傷害切削液的有效成分引起化學反應產生的鎂、鈣化合物固體。一旦切削液出現皂化現象則無法修復，必須換液。另外，鎂合金材料加工不能直接用水作為切削液。主要是因為鎂能和水產生反應生氫氣，而氫氣的可燃性會導致加工過程中出現爆炸危險。所以，在金屬加工中會針對鎂合金材料的特殊性研發適用性強的切削液。

在使用切削液時，有時切削液表面會產生大量泡沫.影響到加工的質量和精度。其中乳化液容易產生泡沫，而切削液在濃度較高、水質較軟、壓力較大，污染等情況下都會容易出現泡沫。現代化的加工設備主軸轉速日趨高速化，導致離心力大大增加。為了使加工時切削液能準確噴射到加工部位，在設計過程中會大大增加切削液的噴射壓力。為了檢查切削液稀釋液的泡沫消除快慢。我們可以采用消泡性測試方法：將試液倒入100ML工具塞量筒中，使液面在70ML處，蓋好塞，上下搖動1MIN;上下搖動距離約為1/3M，搖動頻率為100～120次/MIN;在室溫下靜置10MIN，觀察液面殘留泡沫體積應小于或等于2ML，為合格。消除泡沫，可以考慮如下方法：（1）注意配液用水的硬度不要太低，必要時調高配液用水硬度。自來水的危害主要來自離子累計，即就是使用去離子水的系統，配液時使用自來水，添加用去離子水也是可以的。（2）檢查系統是否有破損或漏氣，泵吸入空氣后即形成泡沫;注意液面落差是否太大，或者回流體積太小，或者壓力太大。（3）隨著使用進行，一般泡沫會逐步減少。如泡沫不減反增，則請注意是否有外來污染，例如，過濾紙等（過濾紙如含有表面活性物質會不斷溶入乳液或溶液中）（4）適當降低使用濃度，作為臨時措施可以使用消泡劑，硅類消泡劑對水基系統比較有效。

切削液的配制和使用的方法直接影響到工件的效果、刀具和設備損壞程度。其濃度過低，刀具的損壞過快，工件和設備容易生銹。其濃度過高，容易產生泡沫，化學成份高、PH值過高容易對人造成較大傷害，并造成資源的浪費。所以對切削液的濃度管控和其它指標的檢測是很有必要的。

檢測切削液濃度采用折光儀，取用一滴配好的切削液放在折光儀的鏡片上，肉眼看出其讀數再乘于折光儀的系數就是該切削液的濃度。（切削液濃度就是工作液中含有原液的質量分數。例如，100kg工作液中含有原液5kg，則工作液的濃度為5%）檢測切削液濃度的頻率大約4小時一次。切削液的另一個重要檢測指標就是PH值。PH值一般控制在8.5～9為最佳狀態，在此狀態下能夠較好地抑制細菌的繁殖。PH值的檢測頻率大約1周二次。當PH值低于8.5時及時補充新液并加以調整。檢測人員把檢測的數值及調整情況記錄在《跟蹤表格》上，加強對切削液使用的管控。

更換切削液時必須排空原液，盡可能完全排空原工作液。徹底清除工作液系統和存有工作液的液槽、機床表面、泵和循環管道系統及過濾系統。清除對象包括鐵屑、污渣、雜油、污泥等雜質，保證不留死角。用1～2%的切削液和0.1～0.3%的殺菌劑配制清洗液，循環清洗系統至少不低于1小時，可延長至4小時。最后排空并檢查清洗效果，然后配制切削液。首先測量槽體體積（長×寬×高），按要求確定配比濃度;液槽注入新水，開啟循環系統，按比例緩慢加入切削液（定量的）原液使其完全混勻（不可先加切削液后注入水稀釋）;使用折光儀進行濃度檢測，并用折光系數校正讀數，使其達到規定的使用濃度。另外，補給切削液時應該在其他容器內預先配制成規定濃度，然后注入切削液箱。為圖省事只補充給水是引起濃度變化的重要原因，必須避免。

切削液的潤滑、清洗、冷卻，防銹四大功能在金屬加工中起到舉足輕重的作用。它能提高刀具耐用度，保證工件加工精度，防止設備及工件生銹。所以，如何使用切削液和管控切削液是我們的工作核心，是每位使用者必須掌握的技能。

參考文獻：

[1]劉鎮昌，劉煜.金屬切削液：選擇、配制、使用與管理（第2版）[M].化學工業出版社，2012.10.1